Поиск

Проект Global Forest Watch сообщает о рекордной потере лесов на планете в прошлом году


Площадь лесов на планете в начале 21 века

   18 октября проект Global Forest Watch, занимающийся анализом спутниковых изображений сообщил о рекордной потере лесного покрова планеты в прошлом году:

    Анализ спутниковых снимков показал, что в 2016 году планета потеряла почти 30 млн. гектаров лесов. Это на 51% больше чем годом ранее. Это значение стало максимальным за весь 21 век:

   По оценкам проекта основная часть потерь лесов в 2016 году пришлась на вялотекущие низовые лесные пожары в тропических лесах. Большой вклад в увеличении лесных пожаров оказали высокие температуры, связанные с сильным Эль-Ниньо в 2015-2016 годах, который привел к сильной засухе в тропических зонах планеты. В подтверждении этого можно привести сообщение NASA от 14 октября, которое сообщает о рекордных засухах в тропиках и аномально большом выбросе углекислого газа в атмосферу:

  Наблюдения со спутника “ОСО-2“ (“Орбитальная углеродная обсерватория-2”) за первые 28 месяцев его работы показали, что в 2015-2016 годах выбросы углекислого газа в атмосферу из зоны тропических лесов стали на 2.5 миллиарда тонн больше, чем в 2011 году (тогда наблюдения осуществлял японский спутник GOSAT). Это на 50% больше чем среднее значение за последние годы. Общая оценка выбросов составила 6.3 миллиарда тонн в год или 3 ppm (частей на миллион). Cпутник ОСО-2 проводит по 100 тысяч измерений содержания углекислого газа в атмосфере планеты каждые сутки.

    В итоге 2016 год стал рекордным по потере лесов в 21 веке для Бразилии, Индонезии и Демократической республики Конго:

   Первая половина 2016 года установила в Бразилии сразу четыре месячных рекорда по количеству очагов лесных пожаров зарегистрированных со спутников:

   Наибольшие потери бразильских лесов в 2016 году пришлись на бассейн реки Амазонки (Амазонию):

  Сообщается, что низовые пожары в Амазонии из-за высокой влажности не способны полностью уничтожить леса в месте развития пожара.  Они приводят примерно к потере 42-57% биомассы и 10-50% всех деревьев. Поэтому, если в этой области не случается новых пожаров, то лес восстанавливается за 4-7 лет, хотя и через 10 лет LIDAR (лазерный альтиметр) регистрирует пониженную высоту деревьев в месте пожара.

  Так на примере выше слева показана область выгоревших лесов в 2016 году (малиновый цвет), в центре спутниковый снимок от 2016 года, справа спутниковый снимок от 2017 года, который показывает восстановление листвы. В связи с этим предполагается, что если в течение 4-7 лет не случится новых пожаров, то леса полностью восстановятся. В целом делается вывод, что и в Бразилии начинают преобладать процессы деградации лесов перед простой вырубкой:

   На Бразилию и Индонезию пришлись около четверти всех потерь леса в 2016 году. Сильные лесные пожары так же наблюдались в Португалии, Конго и Канаде:

   Из-за пожаров в 2016 году Португалия потеряла 4% всех своих лесов (это максимальный показатель для всех стран в 2016 году). Сообщается, что на Португалию в 2016 году пришлась половина всех пожаров, зарегистрированных в Евросоюзе. Наиболее крупный по площади пожар в 2016 году случился в Канаде в мае в районе города Форт Мак-Муррей. Пожар уничтожил около 600 тысяч гектаров леса и 20% города, а так же привел к эвакуации 100 тысяч человек. Этот пожар стал самым дорогостоящим в истории Канады: ущерб от него составил 8.8 млрд. долларов. Снимки мертвого леса через год после этого пожара:

   Леса в районе Форта Мак Муррей и без лесных пожаров в последние годы сильно пострадали от добычи битумной нефти. Сравнение спутниковых снимков этого района в 1984 и 2016 годах:

   Наиболее сильные темпы вырубки лесов под плантации наблюдаются в Индонезии и Папуа Новой Гвинеи.

   Как видно выше, спутниковые снимки сравнительно низкого разрешения не позволяют сделать однозначный вывод об окончательной потере лесов в определенный год и в определенном месте. Так на сайте проекта есть данные по приросту (восстановлению) лесов пока только за 2000-2012 годы:

   В связи с этим можно определить чистый баланс изменения динамики лесов на планете лишь за этот период (2000-2012 годы). Эта величина равна минус 150 млн. гектаров, что соответствует площади Монголии (средняя ежегодная потеря около 15 млн. гектаров). Интересно отметить, что ещё в 2000 году на планете существовали страны, в которых лесистость превышала 90%:

    Пример исчезновения лесов Амазонии в бразильском штате Рондония в период с 2000 по 2012 годы на спутниковых снимках:

   Ещё один пример спутниковых снимков исчезновения лесов в бразильском штате Рондония между 1984 и 2011 годами (в районе гидроэлектростанции Самуил):

    Для сравнения до начала ледниковых периодов несколько миллионов лет назад леса покрывали 80% земной суши, а несколько тысяч лет назад до появления земледелия около половины земной суши (на 20 век пришлось 75% потерь лесного покрова нашей планеты за последние тысячелетия).

   В целом спутниковые снимки, несмотря на низкое разрешение, предоставляют самый надежный и объективный способ оценки изменения площади лесов на планете. Это связано с тем, что национальные статистики могут искусственно завышать или занимать свою лесистость. Так одно из беднейших государств мира – Гаити в начале 21 века утверждало, что её лесистость менее 2%, однако тщательный анализ спутниковых снимков показал, что эта величина близка к 30% (для сравнения считается, что в 1923 году этот показатель составлял 60%). Спутниковый снимок границы между Гаити и Доминиканской республикой (слева Гаити, справа Доминиканская республика):

    В настоящее время в архивах существуют спутниковые снимки поверхности планеты с 60х годов 20 века (начиная с военной программы “Корона“):

   Как видно из схемы выше, для анализа динамики изменения лесного покрова до середины 20 века активно применяет анализ древесных колец. Для изучения динамики лесного покрова полезны спутниковые снимки различного разрешения:

   Анализ спутниковых измерений позволил в 2015 году оценить общее количество деревьев на планете в 3 триллиона штук – по 422 дерева на каждого жителя планеты (это значение в 12 раз превысило предшествующие оценки). Из этого количества 1.3 трлн. деревьев находится в тропических и субтропических лесах, 0.7 трлн. в бореальных лесах, и примерно столько же (0.7 триллионов) в смешанных лесах. Количество карликовых деревьев в полярной тундре было оценено в 3% от общего числа деревьев на планете (около 100 млрд.). Исследование утверждает, что 12 тысяч лет назад леса покрывали 45.8% территории суши, а так же то, что современная скорость обезлесивания равна 19.2 млн. гектаров в год. Каждый год число деревьев на планете уменьшается на 15.3 млрд. единиц.

   Как уже говорилось выше, площадь лесов не является самым объективным показателем общего состояния лесов на планете. Более объективным показателем является средняя высота деревьев, что позволяет оценить массу биомассы. Современные спутники уже позволяют осуществлять такие измерения.

    Так в 2012 году NASA опубликовало карту средней высоты крон деревьев лесов:

   Для составления карты использовались 2.5 млн. лазерных импульсов, которые были получены в 2005 году со спутника IceSat-1, который работал в 2004-2008 годах, и был предназначен для изучения динамики изменений объема наземных ледников и морских льдов. Ожидается, что в 2018 году в космос отправится новый похожий спутник — IceSat-2. Вероятно, исследователи воспользуются и его данными для изучения изменений в объеме лесного покрова планеты. Кроме того с 2010 году на орбите работает похожий европейский спутник – Cryosat-2.

   Другим способом для измерения средней высоты крон деревьев на поверхности планеты является радиолокация. К настоящему времени уже осуществляются успешные попытки исследований в этой области. К примеру, средняя высота деревьев в Бангладеш по данным радарного спутника TanDEM-X:

   Снимки этого же радарного спутника использовались для оценки высоты немецких лесов в районе Траунштайна (Бавария) между 2003 и 2009 годами:

   Красный цвет соответствует уменьшению средней высоты деревьев на 5-10 метров, синий цвет наоборот рост на 5-10 метров, зеленый соответствует минимальному изменению высоты. Наблюдаемое уменьшение высоты деревьев исследователи связывают именно с сильными ураганами.

   Понимая, что только регулярные измерения высоты лесов позволят точно понять растет или уменьшается общая масса биомассы на планете, европейские ученые планируют в 2020 году запустить специальный спутник для решения этой задачи. Проект называется Biomass и его стоимость составляет полмиллиарда долларов, а масса около одной тонны.

   Спутник будет нести 12-метровую антенну и радиолокатор, работающий на частоте 435 мегагерц. Это позволит определять с высокой точностью плотность биомассы в тоннах на гектар, среднюю высоту деревьев, а также отслеживать общие изменения в площади лесов:

   Но при всем техническом великолепии у проекта есть существенное ограничение по политическим мотивам. Из-за того, что радиолокатор спутника использует туже частоту, что и военные радары системы контроля космического пространства, то Европа и Северная Америка будет исключены из областей наблюдения:

   В то же время авторы проекта обнадеживают читателей тем, что мониторинг за исключенными районами, возможно, осуществлять другими способами, и что наибольший интерес для изучения представляют именно тропические леса, где плотность биомассы наибольшая.

   В заключение остаётся отметить, что в случае, если будущие наблюдения спутников, а так же анализ уже существующих наблюдений подтвердит быстрое исчезновение и деградацию лесов на планете, несмотря на все усилия экологов, то можно будет сделать вывод, что земная биосфера и человеческая технологическая цивилизация несовместимы. Это вывод без сомнения увеличит мотивацию к исследованию и колонизации космического пространства за пределами Земли.

    Кроме того в последние десятилетия спутники научились отслеживать не только изменения площади и средней высоты лесов, но и изменения в площади и вегетации земной растительности. Средняя доля поверхности Земли, которая покрыта земной растительностью в 1982-2010 годах:

   В 2016 году было опубликовано исследование в котором были проанализированы оптические данные наблюдений трех спутников по изменению земной растительности в 1982-2009 годах. Это исследование показало, что на 25-50% площади, которая занимает земная растительность, наблюдается увеличение вегетации, в то время как уменьшение вегетации было зарегистрировано только на 4% этой площади (в некоторых районах Монголии, Аргентины и Аляски). В среднем каждый квадратный метр поверхности Земли с земной растительностью увеличил площадь вегетации примерно на 0.068±0.045 квадратных метров. Главной причиной “позеленения” планеты было названо увеличение концентрации парниковых газов. Общая площадь, которая занимает сейчас земная растительность, оценивается в 85% от суммарной площади суши и 32% от суммарной площади планеты. Оценки изменений в земной растительности в 1982-2015 годах:

   Кроме увеличения количества парниковых газов другой причиной озеленения планеты называют климатические изменения: глобальное потепление и увеличение осадков. Так как Арктика является наиболее активно теплеющим регионом планеты, то там эти процессы выражены больше всего:

     Карты с большим масштабом, показывающие озеленение Арктики в 1982-2011 годах:

    Другим доказательством увеличение растительности на планете стал анализ изменений в поляризации теплового микроволнового излучения поверхности Земли. Этот показатель могут измерять военные метеорологические спутники серии DMSP. Среднее значение поляризации теплового микроволнового излучения поверхности планеты на длине волны в 37 гигагерц в 1987-2013 годах в августе (месяц с максимальным уровнем вегетации растительности):

     Как видно из карты наибольшей поляризацией (“шероховатостью“) отличаются области с тропическими лесами, а соответственно наименьшей поляризацией выделяются земные пустыни и полярной ледники. Карта, которая показывает изменения в поляризации между августами 1987-2013 годов:

    На этой карте хорошо видно, что шероховатость поверхности значительно выросла на южной границе пустыни Сахара, в Намибской пустыне, в Австралии, Индии и Таймыре, что связано с увеличением растительности в этих регионах. Значительно увеличение поляризации Гренландии вероятно можно объяснить процессами таяния местных ледников: для сравнения в Антарктиде, где отмечена значительно меньшая тенденция сокращения массы наземных ледников, измерения в поляризации близки к нулю. Кроме того явные тенденции уменьшения поляризации наблюдаются на границе между США и Мексикой, на Ближнем Востоке и в Средней Азии, в южной части Амазонии, что вероятно связано с процессами опустынивания и вырубки лесов.

     Другой причиной роста поляризации излучения земной поверхности или шероховатости земной поверхности может являться быстрый рост инфраструктуры земной цивилизации. Для примера можно сравнить спутниковые снимки Шанхая между 1990 и 2006 годами:

   Или спутниковые снимки Дубая между 2000 и 2011 годами:

    А так же спутниковые снимки появления полей в саудовской пустыне (район бассейна Wadi As-Sirhan) между 1987 и 2012 годами:

    Другим свидетельством роста шероховатости земной поверхности является замедление скорости приземного ветра по данным наземных метеостанций с 1979 года примерно на 5-15%, в то время как скорость океанских ветров по данным спутников выросла с 1985 года примерно на 10-20%. za-neptunie.livejournal.com

Добавить комментарий